噴墨印刷與印花
2007-09-13 00:00 來源:中華印刷科技學會會訊 責編:中華印刷包裝網
目前一般印表機的噴頭與墨水匣的設計方式大致有三種類型,即 1. 噴頭與墨匣分離:噴頭在列印機臺上面,以Epson為代表,更換墨水匣時噴頭并沒有更換,所以墨匣的單價較便宜。 2. 噴頭與墨匣合一:以HP和Lexmark為代表。 3. 噴頭與墨水座合一:以Canon為代表,更換墨水匣的時候一起更換噴頭。這些設計當然跟機臺本身的設計原理有關系,像Canon和HP,它們本身是Bubble系統,墨水加熱時需要很高的溫度,噴頭容易損耗,所以將噴頭列為損耗元件,而使用Piezo技術的Epson,它的墨水不需要加熱,噴頭損耗機率較低,所以將噴頭直接設計在機臺上面,更換墨水匣時就不需要更換噴墨頭,它的耗材的費用就比較低。
◆噴印墨水的型態分為三種:
1. 油溶型:不適合用在密閉的辦公室空間,因為會產生空氣污染。所用的色料又可分為顏料型和染料型兩種,油溶型的特點是干燥快,所以常用在工業方面。
2. 水溶型:市面上最常使用。亦可分為顏料型和染料型,顏料因為不溶于水,會沉淀,因此顏料粒子要弄得非常細小,要小到30μm以下,才會有比較好的噴印效果,否則使用高解析度時容易造成阻塞。顏料本身的耐候性、耐光度、耐水洗牢度、耐磨牢度都非常好,為它的特色。染料的優點是溶解度沒有問題,而且色彩種類非常多,鮮艷度較好,但是牢度較差。
3. 熱溶型:前面所說的Tektronix公司使用此種墨水,它使用的蠟溫度在60℃時是液態的,噴到紙面上馬上冷卻變成固態。亦可分為顏料型和染料型。熱溶型墨水較少使用。
◆水溶性墨水的物化性質與條件
1. 為了不會阻塞噴墨頭,所以必須通過0.2μm過濾器。
2. 不會產生結粒(Clogging)現象,墨水結粒易阻塞噴墨頭。
3. 氯化鈉含量須低于100 ppm,氯化鈉會使染料沉降下來,而且氯化鈉含有腐蝕性,尤其在Bubble系統容易將噴頭腐蝕,雖然噴頭都是用鈦金屬制成,但在高溫下還是會被氯化鈉腐蝕。
4. 黏度控制(1~5 cp):Piezo系統的粘度要求較高,Bubble系統的粘度要求較低。
5. 表面張力(30~60 dyne/cm ):Piezo系統的表面張力要求較低,Bubble系統的表面張力要求較高。
6. 具備緩沖溶液的效果:墨水的pH值要穩定,有些染料會因pH值的變化而沉淀。
7. 日光堅牢度(Light Fastness)、水牢度(Water Fastness)均要高。
8. 保存期限:墨水從工廠制造再到消費者使用完畢最快三個月,通常為一年,一般墨水存放一年須能通過0.2μm的過濾器。
9. 熱穩定性:針對Bubble系統的染料熱穩定性要好,因為Bubble系統的墨水要加熱至400℃的高溫,如果染料不能耐高溫將會分解或變色。
10. 干燥速度要剛好,太快容易塞住噴墨頭或斷墨,太慢容易擴散,使網點重迭嚴重。
◆噴墨印花用染料
1. 標準三原色是青色(Cyan)、洋紅(Magenta)、黃色(Yellow),但三原色無法調制出純黑,因此要加入黑色(Black),而且要有灰階效果也需要黑色。
2. 無毒性(Ames Test Negative):做噴墨印花時通常在密閉空間,所以必須無毒。
3. 日光牢度、水洗牢度與水牢度:噴墨印刷要求前兩者,噴墨印花三者都必須要求。
4. 耐熱性:噴墨印刷和噴墨印花都要求耐熱性。
5. 溶解度:噴墨印刷對染料濃度要求較低,噴墨印花對染料濃度的要求大概是噴墨印刷的五倍左右。
6. 莫耳吸光度:染料吸光度高,少量的染料就會產生很深的顏色,可以解決溶解度的問題。吸光系數最好超過2×104的吸光效果。
7. 色澤的穩定性:對被印材料材質的變化不敏感,這樣對消費者在使用上較為方便。
◆噴印墨水面臨的問題與瓶頸
因為三原色及黑色的色彩不純正,搭配出來的色彩受到限制,印出來的顏色效果容易產生色彩偏移。
噴墨印刷(Ink-jet Printing)除了應用在噴墨印花,也還有其他可發展的領域,如下列所示:
‧ 糕餅裝飾:例如把奶油取代墨水,藉以噴 印出消費者要求的圖案。
‧ 焊接電路板:例如將錫粉取代墨水,并提 高解析度。
‧ 有機薄膜電晶體(TFT)
‧ 生物晶片 ‧ 有機發光二極體及彩色濾光片:如下示意圖。
‧ 彩色濾光片:如下示意圖。
◆數位印花與傳統印花之比較
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